Java四種常用線(xiàn)程池的詳細(xì)介紹
一. 線(xiàn)程池簡(jiǎn)介
1. 線(xiàn)程池的概念：
線(xiàn)程池就是首先創(chuàng)建一些線(xiàn)程，它們的集合稱(chēng)為線(xiàn)程池。使用線(xiàn)程池可以很好地提高性能，線(xiàn)程池在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)即創(chuàng)建大量空閑的線(xiàn)程，程序?qū)⒁粋€(gè)任務(wù)傳給線(xiàn)程池，線(xiàn)程池就會(huì)啟動(dòng)一條線(xiàn)程來(lái)執(zhí)行這個(gè)任務(wù)，執(zhí)行結(jié)束以后，該線(xiàn)程并不會(huì)死亡，而是再次返回線(xiàn)程池中成為空閑狀態(tài)，等待執(zhí)行下一個(gè)任務(wù)。
2. 線(xiàn)程池的工作機(jī)制
2.1 在線(xiàn)程池的編程模式下，任務(wù)是提交給整個(gè)線(xiàn)程池，而不是直接提交給某個(gè)線(xiàn)程，線(xiàn)程池在拿到任務(wù)后，就在內(nèi)部尋找是否有空閑的線(xiàn)程，如果有，則將任務(wù)交給某個(gè)空閑的線(xiàn)程。
2.2 一個(gè)線(xiàn)程同時(shí)只能執(zhí)行一個(gè)任務(wù)，但可以同時(shí)向一個(gè)線(xiàn)程池提交多個(gè)任務(wù)。
3. 使用線(xiàn)程池的原因：
多線(xiàn)程運(yùn)行時(shí)間，系統(tǒng)不斷的啟動(dòng)和關(guān)閉新線(xiàn)程，成本非常高，會(huì)過(guò)渡消耗系統(tǒng)資源，以及過(guò)渡切換線(xiàn)程的危險(xiǎn)，從而可能導(dǎo)致系統(tǒng)資源的崩潰。這時(shí)，線(xiàn)程池就是最好的選擇了。
二. 四種常見(jiàn)的線(xiàn)程池詳解
1. 線(xiàn)程池的返回值ExecutorService簡(jiǎn)介：
ExecutorService是Java提供的用于管理線(xiàn)程池的類(lèi)。該類(lèi)的兩個(gè)作用：控制線(xiàn)程數(shù)量和重用線(xiàn)程
2. 具體的4種常用的線(xiàn)程池實(shí)現(xiàn)如下：（返回值都是ExecutorService）
2.1 Executors.newCacheThreadPool()：可緩存線(xiàn)程池，先查看池中有沒(méi)有以前建立的線(xiàn)程，如果有，就直接使用。如果沒(méi)有，就建一個(gè)新的線(xiàn)程加入池中，緩存型池子通常用于執(zhí)行一些生存期很短的異步型任務(wù)
示例代碼：
package com.study.test;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
public class ThreadPoolExecutorTest {
public static void main(String[] args) {
//創(chuàng)建一個(gè)可緩存線(xiàn)程池
ExecutorService cachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();
for (int i = 0; i < 10; i++) {
try {
//sleep可明顯看到使用的是線(xiàn)程池里面以前的線(xiàn)程，沒(méi)有創(chuàng)建新的線(xiàn)程
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
cachedThreadPool.execute(new Runnable() {
public void run() {
//打印正在執(zhí)行的緩存線(xiàn)程信息
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"正在被執(zhí)行");
}
});
}
}
}
輸出結(jié)果：
pool-1-thread-1正在被執(zhí)行
pool-1-thread-1正在被執(zhí)行
pool-1-thread-1正在被執(zhí)行
pool-1-thread-1正在被執(zhí)行
pool-1-thread-1正在被執(zhí)行
pool-1-thread-1正在被執(zhí)行
pool-1-thread-1正在被執(zhí)行
pool-1-thread-1正在被執(zhí)行
pool-1-thread-1正在被執(zhí)行
pool-1-thread-1正在被執(zhí)行
線(xiàn)程池為無(wú)限大，當(dāng)執(zhí)行當(dāng)前任務(wù)時(shí)上一個(gè)任務(wù)已經(jīng)完成，會(huì)復(fù)用執(zhí)行上一個(gè)任務(wù)的線(xiàn)程，而不用每次新建線(xiàn)程
2.2 Executors.newFixedThreadPool(int n)：創(chuàng)建一個(gè)可重用固定個(gè)數(shù)的線(xiàn)程池，以共享的無(wú)界隊(duì)列方式來(lái)運(yùn)行這些線(xiàn)程。
示例代碼：
package com.study.test;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
public class ThreadPoolExecutorTest {
public static void main(String[] args) {
//創(chuàng)建一個(gè)可重用固定個(gè)數(shù)的線(xiàn)程池
ExecutorService fixedThreadPool = Executors.newFixedThreadPool(3);
for (int i = 0; i < 10; i++) {
fixedThreadPool.execute(new Runnable() {
public void run() {
try {
//打印正在執(zhí)行的緩存線(xiàn)程信息
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"正在被執(zhí)行");
Thread.sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
});
}
}
}
輸出結(jié)果：
pool-1-thread-1正在被執(zhí)行
pool-1-thread-2正在被執(zhí)行
pool-1-thread-3正在被執(zhí)行
pool-1-thread-1正在被執(zhí)行
pool-1-thread-2正在被執(zhí)行
pool-1-thread-3正在被執(zhí)行
pool-1-thread-1正在被執(zhí)行
pool-1-thread-2正在被執(zhí)行
pool-1-thread-3正在被執(zhí)行
pool-1-thread-1正在被執(zhí)行
因?yàn)榫€(xiàn)程池大小為3，每個(gè)任務(wù)輸出打印結(jié)果后sleep 2秒，所以每?jī)擅氪蛴?個(gè)結(jié)果。
定長(zhǎng)線(xiàn)程池的大小最好根據(jù)系統(tǒng)資源進(jìn)行設(shè)置。如Runtime.getRuntime().availableProcessors()
2.3 Executors.newScheduledThreadPool(int n)：創(chuàng)建一個(gè)定長(zhǎng)線(xiàn)程池，支持定時(shí)及周期性任務(wù)執(zhí)行
延遲執(zhí)行示例代碼：
package com.study.test;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
public class ThreadPoolExecutorTest {
public static void main(String[] args) {
//創(chuàng)建一個(gè)定長(zhǎng)線(xiàn)程池，支持定時(shí)及周期性任務(wù)執(zhí)行——延遲執(zhí)行
ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(5);
//延遲1秒執(zhí)行
scheduledThreadPool.schedule(new Runnable() {
public void run() {
System.out.println("延遲1秒執(zhí)行");
}
}, 1, TimeUnit.SECONDS);
}
}
輸出結(jié)果：
延遲1秒執(zhí)行
定期執(zhí)行示例代碼：
package com.study.test;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
public class ThreadPoolExecutorTest {
public static void main(String[] args) {
//創(chuàng)建一個(gè)定長(zhǎng)線(xiàn)程池，支持定時(shí)及周期性任務(wù)執(zhí)行——定期執(zhí)行
ScheduledExecutorService scheduledThreadPool = Executors.newScheduledThreadPool(5);
//延遲1秒后每3秒執(zhí)行一次
scheduledThreadPool.scheduleAtFixedRate(new Runnable() {
public void run() {
System.out.println("延遲1秒后每3秒執(zhí)行一次");
}
}, 1, 3, TimeUnit.SECONDS);
}
}
輸出結(jié)果：
延遲1秒后每3秒執(zhí)行一次
延遲1秒后每3秒執(zhí)行一次
.............
2.4 Executors.newSingleThreadExecutor()：創(chuàng)建一個(gè)單線(xiàn)程化的線(xiàn)程池，它只會(huì)用唯一的工作線(xiàn)程來(lái)執(zhí)行任務(wù)，保證所有任務(wù)按照指定順序(FIFO, LIFO, 優(yōu)先級(jí))執(zhí)行。
示例代碼：
package com.study.test;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
public class TestThreadPoolExecutor {
public static void main(String[] args) {
//創(chuàng)建一個(gè)單線(xiàn)程化的線(xiàn)程池
ExecutorService singleThreadExecutor = Executors.newSingleThreadExecutor();
for (int i = 0; i < 10; i++) {
final int index = i;
singleThreadExecutor.execute(new Runnable() {
public void run() {
try {
//結(jié)果依次輸出，相當(dāng)于順序執(zhí)行各個(gè)任務(wù)
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"正在被執(zhí)行,打印的值是:"+index);
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
});
}
}
}
輸出結(jié)果：
pool-1-thread-1正在被執(zhí)行,打印的值是:0
pool-1-thread-1正在被執(zhí)行,打印的值是:1
pool-1-thread-1正在被執(zhí)行,打印的值是:2
pool-1-thread-1正在被執(zhí)行,打印的值是:3
pool-1-thread-1正在被執(zhí)行,打印的值是:4
pool-1-thread-1正在被執(zhí)行,打印的值是:5
pool-1-thread-1正在被執(zhí)行,打印的值是:6
pool-1-thread-1正在被執(zhí)行,打印的值是:7
pool-1-thread-1正在被執(zhí)行,打印的值是:8
pool-1-thread-1正在被執(zhí)行,打印的值是:9
三. 緩沖隊(duì)列BlockingQueue和自定義線(xiàn)程池ThreadPoolExecutor
1. 緩沖隊(duì)列BlockingQueue簡(jiǎn)介：
BlockingQueue是雙緩沖隊(duì)列。BlockingQueue內(nèi)部使用兩條隊(duì)列，允許兩個(gè)線(xiàn)程同時(shí)向隊(duì)列一個(gè)存儲(chǔ)，一個(gè)取出操作。在保證并發(fā)安全的同時(shí)，提高了隊(duì)列的存取效率。
2. 常用的幾種BlockingQueue：
- ArrayBlockingQueue（int i）:規(guī)定大小的BlockingQueue，其構(gòu)造必須指定大小。其所含的對(duì)象是FIFO順序排序的。
- LinkedBlockingQueue（）或者（int i）:大小不固定的BlockingQueue，若其構(gòu)造時(shí)指定大小，生成的BlockingQueue有大小限制，不指定大小，其大小有Integer.MAX_VALUE來(lái)決定。其所含的對(duì)象是FIFO順序排序的。
- PriorityBlockingQueue（）或者（int i）:類(lèi)似于LinkedBlockingQueue，但是其所含對(duì)象的排序不是FIFO，而是依據(jù)對(duì)象的自然順序或者構(gòu)造函數(shù)的Comparator決定。
- SynchronizedQueue（）:特殊的BlockingQueue，對(duì)其的操作必須是放和取交替完成。
3. 自定義線(xiàn)程池（ThreadPoolExecutor和BlockingQueue連用）：
自定義線(xiàn)程池，可以用ThreadPoolExecutor類(lèi)創(chuàng)建，它有多個(gè)構(gòu)造方法來(lái)創(chuàng)建線(xiàn)程池。
常見(jiàn)的構(gòu)造函數(shù)：ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, int maximumPoolSize, long keepAliveTime, TimeUnit unit, BlockingQueue<Runnable> workQueue)
示例代碼：
package com.study.test;
import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;
import java.util.concurrent.BlockingQueue;
import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
class TempThread implements Runnable {
@Override
public void run() {
// 打印正在執(zhí)行的緩存線(xiàn)程信息
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "正在被執(zhí)行");
try {
// sleep一秒保證3個(gè)任務(wù)在分別在3個(gè)線(xiàn)程上執(zhí)行
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
public class TestThreadPoolExecutor {
public static void main(String[] args) {
// 創(chuàng)建數(shù)組型緩沖等待隊(duì)列
BlockingQueue<Runnable> bq = new ArrayBlockingQueue<Runnable>(10);
// ThreadPoolExecutor:創(chuàng)建自定義線(xiàn)程池，池中保存的線(xiàn)程數(shù)為3，允許最大的線(xiàn)程數(shù)為6
ThreadPoolExecutor tpe = new ThreadPoolExecutor(3, 6, 50, TimeUnit.MILLISECONDS, bq);
// 創(chuàng)建3個(gè)任務(wù)
Runnable t1 = new TempThread();
Runnable t2 = new TempThread();
Runnable t3 = new TempThread();
// Runnable t4 = new TempThread();
// Runnable t5 = new TempThread();
// Runnable t6 = new TempThread();
// 3個(gè)任務(wù)在分別在3個(gè)線(xiàn)程上執(zhí)行
tpe.execute(t1);
tpe.execute(t2);
tpe.execute(t3);
// tpe.execute(t4);
// tpe.execute(t5);
// tpe.execute(t6);
// 關(guān)閉自定義線(xiàn)程池
tpe.shutdown();
}
}
輸出結(jié)果：
pool-1-thread-1正在被執(zhí)行
pool-1-thread-2正在被執(zhí)行
pool-1-thread-3正在被執(zhí)行
總結(jié)
以上就是這篇文章的全部?jī)?nèi)容了，希望本文的內(nèi)容對(duì)大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價(jià)值，謝謝大家對(duì)腳本之家的支持。如果你想了解更多相關(guān)內(nèi)容請(qǐng)查看下面相關(guān)鏈接
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